[发明专利]一种制备Fe-Si3N4耐火原料的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种制备Fe-Si₃N₄耐火原料的新方法，这种Fe-Si₃N₄耐火原料的粉体主 要用于炼铁高炉的炮泥耐火材料，属于耐火材料制备技术领域。

背景技术：

随着我国经济的发展，对钢铁的需求量越来越大。我国的钢铁产量逐年呈快速上升 的趋势。2007年我国的钢铁产量达到48966万吨，约占当年世界总产量的36.4％。能 达到这么高的产量一方面是因为国内钢铁企业新增固定资产投资所建的新高炉所生产 的，另一方面，是我国炼铁企业在原有的高炉基础上进行改造，扩大容积和强化冶炼提 高产量所生产的。无论是对旧高炉的改造，还是投资新建的高炉，由于产能的大幅提升， 对高炉的寿命和出铁时间也就要求越来越高。

近几十年来，围绕如何延长高炉寿命的研究越来越多，高炉技术得到飞速发展，具 体表现为：高炉容量扩大，由原来的小高炉(300～1000m³)普遍开始向大型高炉(2500m³以上)转变；冶炼技术也迅速提高，炼铁质量大大增加，高炉可以达到高产量和低耗能； 高炉寿命也比以前大大增加，可以延长到15年以上。炼铁高炉的使用状况、生产率以 及炉前的安全操作，很大程度上取决于出铁口的维护和操作。

出铁口既是炼铁高炉结构中重要的部位，也是薄弱的部位。出铁口的基本操作就是 出渣出铁。高炉大型化后，去除了以前高炉的出渣口设置，通过高温热风喷吹、富氧喷 吹、高压安全操作等使得生产率提高，更需要加强对高炉出铁口的日常使用维护。维护 高炉出铁口就要做到：维护正常足够的出铁口深度，铁口角度和铁口直径保持正常范围， 保持铁口泥套完好，控制好高炉炉膛内安全渣铁量等等。

炮泥用于堵塞高炉出铁口，是重要的炼铁高炉用耐火材料之一。目前高炉堵铁口用 的炮泥可以分为有水炮泥和无水泡泥两类。有水炮泥和无水炮泥的区别，主要在于结合 剂的选择。有水炮泥是以水作为结合剂，而无水炮泥配制时是以二蒽油、焦油、沥青、 树脂等为粘结剂，然后分别同耐火骨料、粘土、焦炭粉和沥青按比例及先后顺序加入到 碾泥机上碾制并通过挤泥机挤出而成。

相应地对高炉所用炮泥的质量提出了更高的要求，炮泥已从过去单纯的消耗性耐火 材料转向功能性耐火材料。为了满足炼铁高炉安全生产的要求。国内外的科技工作者和 工程技术人员对炮泥进行了多方面的攻关，如提高原材料的纯度以降低炮泥内杂质的含 量；以不同的有机结合剂代替水拌和炮泥料以改善炮泥的结合性；在炮泥内添加新的功 能材料以改善炮泥的抗渣铁熔液的侵蚀性和冲刷性等。所有这些都为改善炉前的作业环 境、减轻工人的劳动强度起到了积极的作用，特别是新的功能材料的运用，对提高炮泥 的性能更为明显。

为了满足炼铁高炉出铁口对高质量炮泥的需要，近几年，随着研究人员对炮泥研究 的深入，越来越多的非氧化物添加剂被加入到炮泥中，对增强炮泥的抗侵蚀性能，对提 高炮泥的耐高温性能，延长出铁时间均起到了十分有用的作用。

国内外大中型高炉用炮泥目前普遍添加Fe-Si₃N₄原料，由于金属铁和氮化硅的引 入，使得添加Fe-Si₃N₄的高炉炮泥不仅具有良好的抗侵蚀性和抗冲刷性，而且还具有梯 度烧结功能使得开铁口的过程比较容易。实践证明将Fe-Si₃N₄的引入炮泥中以后，炮泥 性能大大增加了，Fe-Si₃N₄将成为很有前景的炮呢耐火材料重要原料之一。